矿用隔爆高压配电装置保护及控制电源设计

针对目前井下矿用隔爆高压配电装置保护及控制电源与供电系统同源存在的问题进行分析,提出了矿用独立电源供电的方式。对矿用隔爆高压配电装置保护及控制供电方式进行了分析与设计;对矿用隔爆高压配电装置用独立电源进行了设计;对矿用隔爆高压配电装置保护控制供电方式进行了研究,进一步对其进行了保护控制供电设计和电源切换装置设计。实现了保护及控制供电一用一备独立供电,保障供电系统的安全运行。目前该供电方式已经在潞安化工集团、晋能控股集团的大型矿井实现了井下应用。

计及光伏和储能接入的牵引供电系统日前调度

近年来,为实现电气化铁路“双碳”目标,多项铁路用能优化举措投入实施,但收效甚微.为进一步降低电气化铁路碳排放,改变其供能结构,将光伏和储能装置接入牵引供电系统.首先,构建复合牵引供电系统,并根据系统供能组成将其工况分类;其次,基于系统运行约束的轻重缓急设定优先级,并通过分层分级优化,实现不同运行工况下的系统最优状态;最后,通过合理优化变流器容量,实现系统运行性能和经济效益双赢下的最小碳排放.仿真结果表明,复合牵引供电系统保障系统稳定运行的同时,也大幅降低系统碳排放并实现性能最优.

基于Simulink/MATLAB的实际地铁线路供电系统短路试验仿真分析

直流牵引供电系统在城市轨道交通中扮演着关键角色,其安全可靠的运行对整个城市轨道交通系统的运行至关重要。该文首先介绍地铁牵引供电系统的结构和功能,并建立地铁外部交流电源、整流机组和牵引网络的仿真模型。该仿真模型根据实际地铁牵引供电系统的结构和参数进行构建,旨在研究不同短路情况下的短路特性,包括电源出口短路、近距离短路和远距离短路。通过评估供电系统在短路故障下的稳定性和可靠性,得出若干研究结果。这些结果为地铁供电系统选择合适的一次设备提供理论依据,有助于确保城市轨道交通供电系统的稳定性和可靠性。

基于动态阈值分割法的接触轨图像关键特征点提取方法研究

在地铁系统中,接触轨的状态对于牵引供电系统的安全性至关重要,一旦接触轨几何参数超出正常范围,不仅会导致集电靴无法正常取流,进而影响运营车辆的顺畅运行,而且在极端情况下,还可能引发严重的安全事故。传统的接触轨几何参数测量方法在采集图像时通常面临背景复杂、干扰图像多等问题,以致检测数据量少、检测密度低,从而难以精确提取接触轨的关键特征信息。针对这一问题,文章提出一种新的方法,即结合动态阈值分割法、直线拟合以及投影计算的方式,有效解决接触轨特征点提取的难点,实现几何参数的精确测量。该方法不仅能够准确捕捉到接触轨的细微变化,还能够确保测量结果的可靠性和准确性。为进一步提高测量的便捷性和实用性,研究过程中同步研制出一套接触轨几何参数的便携式测量装置,并在地铁线路上进行现场应用示范,为实际运营中的接触轨状态监测提供有力的技术支持。

城市轨道交通供电系统能馈装置无功协调控制方案研究

[目的]目前,城市轨道交通供电系统主要依赖于主变电所SVG(静止无功补偿器)进行无功补偿,夜间非运营时分,城市轨道交通供电系统中压环网线路基本处于空载状态,线路充电无功功率大,使得SVG长期重负荷运行。为缓解SVG的补偿压力,提出了一种能馈装置无功协调控制方案,协调SVG与牵引变电所的能馈装置共同参与无功补偿。[方法]分析了能馈装置的无功补偿容量计算方法,提出了SVG与能馈装置无功协调控制策略,最后通过某地铁线路现场试验来验证SVG与能馈装置无功协调控制策略的正确性。[结果及结论]当某地铁线路全线的能馈装置全部投入无功补偿之后,SVG无功补偿容量最大可以下降2.6 Mvar,中压环网线路有功损耗功率可从0.7 MW下降至0.5 MW。

高压杆塔设备无线供电技术剖析

高压杆塔设备的种类和数量随着智能电网和5G新基建的蓬勃发展而日益增多,现有的蓄电池供电方式可靠性较差且所需运维工作量大,供电成为它们必须面对的重要问题。近年来,通过架空输电线路取电,再将电能无线传输给电力杆塔设备的供电技术,已经显示出具有良好的发展和应用前景。为此,该文从供电系统组成、取电装置、磁耦合机构、补偿网络、电能变换器及控制方法几个方面,对电力杆塔设备无线供电技术现有发展状况进行系统的分析,指出应用前景以及系统亟待解决的问题,并探讨无线供电技术在传输效率、抗偏移、鲁棒性以及产品化等方面的发展趋势。

基于无功补偿的矿井供电节能耗技术研究

针对矿井中输电线路由于距离过长,而产生的电能损耗以及线路老化等问题,在线路中并入无功补偿装置,可起到节能降损的作用。通过对不同类型的无功补偿方式和无功补偿设备进行分析,结合供配电系统的实际需求,制定合理的无功补偿方案,可取得较好的效果。通过北辛窑矿实际应用,结果表明:应用静态无功补偿装置后,能源消耗量从210 kg降至118 kg,供电线损率从11.6%降至8.9%。

大容量防爆特殊型电源装置的设计研究

随着煤矿采煤设备的性能提升,煤炭产量日益增大,作为运输设备的煤矿用电机车装载量也需相应地提升,以保证煤矿井下的运输任务的需要。而运载物料能力更强的煤矿防爆蓄电池电机车则需要更强劲的动力系统。针对此需求设计了一种大容量防爆特殊型电源装置,来满足煤矿防爆蓄电池电机车使用需要。介绍了该装置的完整设计过程,并通过试验验证设计的可靠性,以及适应煤矿井下的各种要求和规定,保证煤矿防爆蓄电池电机车的强大运载能力和稳定安全运行,且延长了使用寿命,同时为防爆特殊型电源装置设计和改进提供了一定的理论指导。

新型铁路电源净化装置的典型应用

铁路电力系统是电力系统网络的重要组成部分,正在向着智能电网的方向发展。文章以铁路电力系统的构成为基础,阐述了铁路牵引电力系统和铁路电力供配电系统高效互联装备的应用需求与工程应用情况,介绍了一种铁路净化电源装置,分析了其目前面临的挑战和工程测试情况。结果表明,该装置在铁路电力系统中有较高的实用性。

上海轨道交通4号线张杨路主变电所10kV分段开关综合保护装置功能完善方案

[目的]城市轨道交通广泛采用集中式供电模式,备用电源自动投入功能保障了供电的连续性。在10 kV分段备用电源自动投入成功后,该分段继电保护装置会开启相应的保护功能——自切后加速保护和过电流与零序过电流保护。当满足保护条件,分段开关直接跳闸,断开故障区段,避免故障范围扩大。但试验发现,上海轨道交通4号线张杨路主变电所10 kV分段综合保护装置SEL351缺失上述两项保护功能,因此需针对性研究功能完善方案。[方法]介绍了张杨路主变电所10 kV供电备用电源自动投入逻辑和SEL351保护功能,分析了非正常运行方式下存在的问题,提出了修改SEL351原有内部程序、新增电气回路的功能完善方案。[结果及结论]功能完善后,上海轨道交通4号线张杨路主变电所10 kV分段综合保护装置SEL351具有自切后加速保护和过电流与零序过电流保护功能,能够保障供电安全。

紧凑环芯部加料装置用大电流高重频脉冲电源系统的研制

紧凑环注入(CTI)技术是聚变装置实现堆芯加料的有效手段,为实现CTI设计了一套大电流、高重复频率脉冲电源系统。对等效后的RLC二阶放电电路进行集总参数计算公式推导,得出了放电电流峰值、半波周期等关键参数的计算公式,并设计了四路脉冲电源的基本参数;进一步进行了参数建模仿真,给出仿真波形和结果参数。对关键的放电开关器件进行分析选型,并设计电源低感安装结构。在全超导托卡马克紧凑环注入装置(EAST-CTI)上对电源进行了放电测试,通过远程控制软件灵活设置参数和控制电源的工作时序,实际放电波形、输出电流参数与理论计算和仿真吻合性好。电源系统的峰值电流超过300kA,重复频率为2Hz,这表明所设计的电源系统可以有效地应用于紧凑环注入装置,并具有良好的工程实用价值。

基于轨道交通的同相供电装置变流器研究设计及仿真验证

该文阐述轨道交通27.5 kV交流供电系统不等容SCOTT变压器的单相组合式同相供电方案,并通过仿真验证该方案的可行性。应用证明该同相供电装置,可有效提高列车运行效率,改善电能质量,提高牵引系统能效。

基于超级电容储能的HL-3装置中性束逆变型高压电源模块设计

高压电源是中性束注入加热系统的重要组成部分,决定着束能量和引出束流的品质。随着电压等级的逐步提高,脉冲阶梯调制(Pulse Step Modulation,PSM)高压电源无法满足实验要求。为了实现中性束调制注入功率的快速切换,提出一种基于超级电容储能的逆变型高压电源。采用超级电容储能方式,降低所需电网容量,减小对电网的冲击。采用软开关技术的直流(DC)-直流(DC)谐振变换器结构,提高电源的响应速度,减小开关器件的开关损耗。设计电源模块电路拓扑,根据电源性能指标要求完成系统建模计算。建立充电电路和主回路的电力仿真软件PSIM(Power SIMulation)仿真模型,对电源性能指标进行仿真验证。最后搭建了逆变电源模块测试样机,进行了阶跃响应、电压纹波和软开关性能指标测试。仿真及实验验证结果表明:设计的电源模块能够实现1 600 V/50 A的稳定输出,满足6 MW/120 kV设计要求。

一种基于氮化镓功率器件和超级电容的台区融合终端电源系统设计

传统的配电终端电源系统由主电源模块和后备电源模块组成。主电源模块普遍采用基于硅基功率器件的开关电源,功率开关器件损耗较大,温升明显。后备电源采用电池组或者大电容组,面临寿命短、功率密度低、受温度影响的放电性能和受限制的充放电电流等问题。为了解决这个问题,提出一种基于氮化镓功率器件和超级电容的台区融合终端电源系统,设计了包括主、后备电源的整体电路架构。在主电源侧,提出了适用于配电台区场景,基于氮化镓功率器件的功率开关管的额定电压电流的选型方法,基于Cascode级联型氮化镓功率器件的驱动电路设计方法;在后备电源侧,提出了后备电源工作电压、容量设计方法。最后,开发出一款基于上述关键技术的电源系统,并采用电能质量测试仪和数字录波器搭建试验环境,对电源系统进行输出稳定性、能效、主后备电源模块切换特性进行试验。试验结果表明,所设计的电源系统在异常工况下,仍具有电压稳定输出和高转换效率特性,有一定工程实用性。

关于消防供电末端双切在核电厂核岛的适用性分析

《建筑防火通用规范》GB 55037—2022要求重要消防设备应在其配电线路的最末一级配电箱内设置自动切换装置。对核电厂核岛和常规民用建筑消防供电的现状进行对比分析,阐述核电厂核岛消防供电设置末端自动切换装置可能带来的风险,结合对规范条文的溯源及各行业执行情况和经验反馈,提出替代性满足通规的建议。

掘进工作面供电系统有载自动调压技术及装置

随着煤矿掘进距离的增加,为了满足煤矿井下长距离电缆末端电动机额定运行时端电压大于95%额定电压、启动时大于75%额定电压的实际需要,研制了一种矿用隔爆型移动变电站有载自动调压装置。该装置主要由降压自耦变压器、柱式无极调压器、补偿变压器、互感器和控制中心组成。介绍了有载自动调压装置各个组成部分、调压电刷控制方式以及调压策略。有载自动调压装置通过同步采集输出线路电流和电压,用所研究的专用算法可推算出电动机端电压,根据用户设定的目标值可在有载运行时实现自动调压,从而满足电缆末端电动机运行的电压要求。

无功补偿技术在矿井供电系统节能降耗工作中的应用研究

为促进煤矿供电系统的节能降耗,基于山西某矿供电系统运行现状,分析了其供电系统现存的主要问题,针对其供电距离长,电能损耗大等问题,提出了无功补偿策略,计算了无功补偿容量,对比分析了几种无功补偿方案,决定采用就地补偿的方式来进行无功补偿。应用了SVG无功补偿装置,分析了补偿应用效果,结果表明:应用SVG静态无功补偿装置后,综采工作面供电线损率由之前的11.6%降为了8.9%,电能消耗大幅降低,每年可节省110万元的电费,实现了节能降损,该研究可为类似工况下矿井供电系统的节能降损改造提供参考。

可穿戴设备高效自供电结构设计研究

基于法拉第电磁感应定律和压电效应原理,该文设计一款自供电可穿戴设备。该设备包括设备主体和安装于设备主体内的供电装置,供电装置包括组合发电模块、电路板、电池,组合发电模块包含线圈、强磁体及若干组压电陶瓷片,组合发电模块通过强磁体来回穿过线圈产生电动势和强磁体撞击压电陶瓷片产生电动势实现发电,线圈和压电陶瓷片均分别与电路板电连接,电路板、电池及设备主体依次电连接。该自供电可穿戴设备通过组合发电模块能够将动能转变为电能,不仅发电快而且穿戴便捷,重要的是,这种可穿戴设备可以通过自供电系统节约能源。

分布式新能源接入配电网的继电保护

分布式新能源接入配电网中能够实现太阳能、风能、潮汐能等绿色清洁能源与常规电能的结合,更好地满足用户用电需求,提高供电稳定性、连续性,更能够实现电能节约目标,避免常规电能资源的浪费。为了保障新能源与常规电能的安全结合,对分布式新能源的技术概况、配电网继电保护的组成及作用进行分析,指出分布式新能源接入配电网对供电系统的多重影响,基于供电安全导向,提出分布式新能源接入配电网的继电保护方法,从而保障新能源与常规电能的安全结合应用。

施工现场临时用电安全风险管控研究

介绍临时用电管理的重要性、特点及现状,从规范要求、技术角度研究分析临时用电风险源的分部及对应整改措施,从制度上提出了一系列优化和管控策略,以期探讨施工现场用电管理的有效方法,降低发生触电和电气火灾风险的概率。